DE102005042531A1

DE102005042531A1 - Harzzusammensetzung, ultraviolette Strahlung abschirmende transparente Harzform und ultraviolette Strahlung abschirmendes transparentes Harzlaminat

Info

Publication number: DE102005042531A1
Application number: DE102005042531A
Authority: DE
Inventors: Kenichi Ichikawa Fujita
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 2004-09-08
Filing date: 2005-09-07
Publication date: 2006-03-16
Also published as: US20060052486A1; JP2006077075A; CN1746209A

Abstract

Eine Harzzusammensetzung, in der ein anorganischer Ultraviolettabsorber in einem transparenten thermoplastischen Harz dispergiert ist und der Ultraviolettabsorber mit einem oberflächenbehandelnden Mittel, ausgewählt aus einem Silankupplungsmittel, einem Titankupplungsmittel und so weiter, welches eine Alkoxygruppe oder eine Hydroxygruppe und eine organofunktionelle Gruppe aufweist, oberflächenbehandelt ist, wobei das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber innerhalb des Bereichs von 0,05 < X < 10 eingestellt ist und der erhaltene Anteil des anorganischen Ultraviolettabsorbers in dem transparenten thermoplastischen Harz innerhalb des Bereichs von mehr als 0,01 Gew.-% bis weniger als 30 Gew.-% eingestellt ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Harzzusammensetzung, bei der ein anorganischer Ultraviolettabsorber mit überlegener Wetter- bzw. Witterungsfestigkeit in einem transparenten thermoplastischen Harz dispergiert ist. Spezieller bezieht sie sich auf eine Harzzusammensetzung, die eine verbesserte Dispergierfähigkeit für anorganische Ultraviolettabsorber in transparenten thermoplastischen Harzen aufweist und bei der keine fotokatalytische Aktivität der anorganischen Ultraviolettabsorber und kein Ausbluten von Metallionen auftritt, und sie bezieht sich zudem auf Verbesserungen einer ultraviolette Strahlung abschirmenden transparenten Harzform (geformte bzw. gegossene oder extrudierte Form), die durch Formen oder Extrudieren dieser Harzzusammensetzung erhalten wird, und auf ein ultraviolette Strahlung abschirmendes transparentes Harzlaminat.

2. Beschreibung des technischen Hintergrunds

Aufgrund der Transparenz und hübschen äußeren Erscheinung werden Formen aus transparenten thermoplastischen Harzen wie etwa Acrylharzen, Polycarbonatharzen und Polyesterharzen weitreichend als Baumaterialien verwendet, die in Außenmaterialien wie etwa Oberlichtern und Einstellplätzen und in Dachmaterialien von Kuppeln verwendet werden. Es hat allerdings das Problem gegeben, dass ultraviolette Strahlungen, die in Sonnenstrahlungen eingeschlossen sind, von den Baumaterialien, die aus den transparenten thermoplastischen Harzen bestehen, durchgelassen wurden, was zu einer Verschlechterung, Farbveränderung, Veränderung der Eigenschaften usw. von in dem Raum oder dem Auto befindlichen Gegenständen führte. Zudem neigen die Formen aus den transparenten thermoplastischen Harzen dazu, ultraviolette Strahlungen zu absorbieren, und daher verschlechtern sich die Formen aufgrund dessen, dass sie über einen langen Zeitraum ultravioletten Strahlungen ausgesetzt sind, selber.

Verglichen mit Materialien wie etwa Glas und Metallen haben die transparenten thermoplastischen Harze somit eine schlechte Wetterfestigkeit, und es hat das Problem gegeben, dass als Ergebnis einer Einstrahlung von ultravioletten Strahlungen über eine lange Zeit chemische Bedingungen von C, H und O, welche das Skelett des transparenten thermoplastischen Harzes bilden, aufgebrochen wurden, was zu Farbveränderung, Verschlechterung der mechanischen Festigkeit, Riss usw. führte.

Um die durch ultraviolette Strahlungen hervorgerufenen Probleme zu lösen, ist dementsprechend herkömmlich ein Verfahren ausprobiert worden, bei dem die transparenten thermoplastischen Harze mit einem organischen Ultraviolettabsorber vermengt werden. Dabei sind Ultraviolettabsorber eines Benzophenontyps, eines Benzotriazoltyps, eines Triazintyps und eines Salicylattyps als der organische Ultraviolettabsorber verwendet worden.

Da allerdings solche organischen Ultraviolettabsorber vergleichsweise niedermolekulare Substanzen sind, wiesen sie das Problem auf, dass die niedermolekularen Ultraviolettabsorber dazu neigten, aus den Oberflächen von Formen auszubluten, als die Ultraviolettabsorber in den transparenten thermoplastischen Harzen verknetet wurden, um Formen herzustellen. Zudem haben die organischen Ultraviolettabsorber selber ein Hygieneproblem gegenüber menschlichen Körpern, und zudem haben einige organische Ultraviolettabsorber eine Struktur, in die Chlor eingeführt worden ist. Daher ist unter Berücksichtigung von Umweltproblemen wie etwa der Erzeugung von Dioxinen immer noch Raum für Verbesserung gewesen.

Wo die organischen Ultraviolettabsorber in hochsiedenden thermoplastischen Harzen wie etwa Polycarbonatharzen und Polyesterharzen verschmolzen und verknetet wurden, gab es darüber hinaus zudem das Problem, dass sich die Ultraviolettabsorber aufgrund von Erhitzen zersetzen und verschlechtern können, so dass sich ihre Ultraviolettabsorptionsfähigkeit verringern kann oder die Harze eine Farbe annehmen können. Es gibt zudem das Problem hinsichtlich der Wetterfestigkeit der organischen Ultraviolettabsorber selber, und es gibt zudem immer noch ein Problem, dass sich die organischen Ultraviolettabsorber aufgrund dessen, dass sie über eine lange Zeit ultravioletten Strahlungen ausgesetzt sind, verschlechtern können, so dass sie ihre Wirkung allmählich verlieren.

Um diese Probleme hinsichtlich Hitzebeständigkeit, Wetterfestigkeit und Ausbluten zu lösen, wird dementsprechend versucht, anstelle der vorstehenden organischen Ultraviolettabsorber anorganische Ultraviolettabsorber wie etwa Titanoxid und Zinkoxid zu verwenden.

Z.B. werden, wie es in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-63647 offenbart ist, eine Polyesterharzzusammensetzung, die durch Vermengen eines anorganischen Ultraviolettabsorbers wie etwa Zinkoxid, Titanoxid, Ceroxid oder Eisenoxid und eines Mittels zum Dispergieren eines Pigments in einem thermoplastischen Polyesterharz hergestellt wird, und eine transparente Form, die aus dieser Polyesterharzzusammensetzung besteht, vorgeschlagen.

Obwohl sie eine überlegene Hitzestabilität und Wetterfestigkeit aufweisen, haben die anorganischen Ultraviolettabsorber allerdings auf den Teilchenoberflächen des anorganischen Ultraviolettabsorbers eine fotokatalytische Aktivität und können daher die Zersetzung und Verschlechterung thermoplastischer Harze beschleunigen, wenn sie in den thermoplastischen Harzen verschmolzen und verknetet werden, was zu einer Farbveränderung der Harze oder einer Verschlechterung ihrer mechanischen Eigenschaften führt. Solch ein Problem hat es gegeben.

Um die Transparenz der thermoplastischen Harze beizubehalten, müssen die anorganischen Ultraviolettabsorber, mit denen die thermoplastischen Harze zu vermengen sind, zusätzlich mit einem Teilchendurchmesser von nicht größer als der Wellenlänge der sichtbaren Lichtstrahlen versehen werden.

Es hat allerdings das Problem gegeben, dass wenn feine Teilchen anorganischer Ultraviolettabsorber in den thermoplastischen Harzen verschmolzen und verknetet werden, sie eine geringe Dispergierfähigkeit aufweisen können, da eine gegenseitige Wirkung zwischen den Teilchen eine Agglomeration zwischen den Teilchen selber hervorruft, so dass leicht Sekundärteilchen von einigen Mikrometern bis einigen zehn Mikrometern erzeugt werden.

Um die durch die fotokatalytische Aktivität und Dispergierfähigkeit hervorgerufenen Probleme zu lösen und ein Ausbluten von Zinkionen zu verhindern, werden demgemäß, wie es in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-292818 offenbart ist, eine wässrige Aufschlämmung, die feine, mit Siliciumoxid überzogene Zinkoxidteilchen enthält, deren Oberflächen mit Siliciumoxid überzogen sind, eine organische Polymerzusammensetzung, die feine, mit Siliciumoxid überzogene Zinkoxidteilchen, die durch Trocknen dieser wässrigen Aufschlämmung erhalten werden, und ein organisches Polymer enthält, und eine fotofunktionelle Form, die durch Formen oder Extrudieren dieser organischen Polymerzusammensetzung erhalten wird, vorgeschlagen. Zudem werden, wie es in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-59421 offenbart ist, feine, mit Siliciumoxid überzogene Zinkoxidteilchen, die hydrophob gemacht werden, indem die Oberflächen der vorstehenden, mit Siliciumoxid überzogenen feinen Zinkoxidteilchen einer Oberflächenbehandlung mit einem Hydrophobizität erzeugenden Mittel wie etwa einem Siliconöl, einem Alkoxysilan, einem Silankupplungsmittel oder einem höheren Fettsäuresalz unterzogen werden, eine organische Polymerzusammensetzung, welche solche mit Siliciumoxid überzogenen feinen Zinkoxidteilchen und ein thermoplastischen Harz enthält, und eine Form, die durch Formen oder Extrudieren dieser organischen Polymerzusammensetzung erhalten wird, vorgeschlagen.

Die in den vorstehenden offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nr. 2003-292818 und Nr. 2004-59421 offenbarten Verfahren haben die Probleme, die durch die fotokatalytische Aktivität und Dispergierfähigkeit der anorganischen Ultraviolettabsorber hervorgerufen werden, verringert. Allerdings erfordern diese Verfahren die Herstellung von feinen, mit Siliciumoxid überzogenen Zinkoxidteilchen, deren Oberflächen mit Siliciumoxid überzogen sind, und haben daher ein neues Problem aufgewiesen, dass sie für diese Zusammensetzungen und Formen entsprechend einer Zunahme der Anzahl an Behandlungsschritten vergleichsweise hohe Herstellungskosten haben.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist unter Erkennen solcher Probleme gemacht worden. Demgemäß ist es eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Harzzusammensetzung bereitzustellen, die eine verbesserte Dispergierfähigkeit anorganischer Ultraviolettabsorber in transparenten thermoplastischen Harzen aufweist und bei der zudem eine fotokatalytische Aktivität der anorganischen Ultraviolettabsorber und ein Ausbluten von Metallionen verhindert wird und die gleichzeitig zu verringerten Herstellungskosten erhältlich ist.

Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zudem eine ultraviolette Strahlung abschirmende transparente Harzform bereitzustellen, die durch Formen oder Extrudieren der vorstehenden Harzzusammensetzung erhalten wird.

Es ist eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zudem noch ein ultraviolette Strahlung abschirmendes transparentes Harzlaminat mit der vorstehenden ultraviolette Strahlung abschirmenden transparenten Harzform bereitzustellen.

Um diese Aufgaben zu lösen, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung als einen anorganischen Ultraviolettabsorber wenigstens einen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Titanoxid, Zinkoxid, Ceroxid und Eisenoxid verwendet und haben, ohne die Teilchenoberflächen dieser anorganischen Ultraviolettabsorber mit Siliciumoxid oberflächenzubehandeln, die Teilchenoberflächen dieser anorganischen Ultraviolettabsorber mit wenigstens einem oberflächenbehandelnden Mittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Silankupplungsmittel, einem Titankupplungsmittel, einem Aluminiumkupplungsmittel und einem Zirkoniumkupplungsmittel, die eine Alkoxygruppe oder eine Hydroxygruppe und eine organofunktionelle Gruppe aufweisen, oberflächenbehandelt. Im Ergebnis haben sie gefunden, dass, im Gegensatz zu der Offenbarung in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-292818, die fotokatalytische Aktivität des anorganischen Ultraviolettabsorbers und das Ausbluten von Metallionen gesteuert werden kann, ohne die Teilchenoberflächen des anorganischen Ultraviolettabsorbers mit Siliciumoxid zu überziehen, und zudem, dass die Dispergierfähigkeit des anorganischen Ultraviolettabsorbers in dem transparenten thermoplastischen Harz verbessert wird. Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage solch eines technischen Befundes erreicht worden.

Spezieller ist die Harzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Harzzusammensetzung, welche ein transparentes thermoplastisches Harz und darin dispergiert wenigstens einen anorganischen Ultraviolettabsorber ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Titanoxid, einem Zinkoxid, einem Ceroxid und einem Eisenoxid umfasst, und ist dadurch gekennzeichnet, dass
der anorganische Ultraviolettabsorber mit wenigstens einem oberflächenbehandelnden Mittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Silankupplungsmittel, einem Titankupplungsmittel, einem Aluminiumkupplungsmittel und einem Zirkoniumkupplungsmittel, welches eine Alkoxygruppe oder eine Hydroxygruppe und eine organofunktionelle Gruppe aufweist, oberflächenbehandelt ist, wobei das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber (Gewicht des oberflächenbehandelnden Mittels/Gewicht des anorganischen Ultraviolettabsorbers) innerhalb des Bereichs von 0,05 < X < 10 eingestellt ist und der enthaltene Anteil des anorganischen Ultraviolettabsorbers in dem transparenten thermoplastischen Harz innerhalb des Bereichs von mehr als 0,01 Gew.-% bis weniger als 30 Gew.-% eingestellt ist.

Die ultraviolette Strahlung abschirmende transparente Harzform gemäß der vorliegenden Erfindung ist zudem dadurch gekennzeichnet, dass sie durch Formen (Formen bzw. Gießen oder Extrudieren) der vorstehenden Harzzusammensetzung zu einer festgelegten Gestalt erhalten wird.

Das ultraviolette Strahlung abschirmende transparente Harzlaminat gemäß der vorliegenden Erfindung ist noch zudem dadurch gekennzeichnet, dass es durch Laminieren der vorstehenden ultraviolette Strahlung abschirmenden transparenten Harzform auf ein anderes transparentes Substrat erhalten wird.

Gemäß der Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann diese hinsichtlich der Dispergierfähigkeit des anorganischen Ultraviolettabsorbers in dem transparenten thermoplastischen Harz verbessert werden und kann für diese zudem eine fotokatalytische Aktivität des anorganischen Ultraviolettabsorbers und ein Ausbluten von Metallionen verhindert werden.

Gemäß der ultraviolette Strahlung abschirmenden transparenten Harzform und dem ultraviolette Strahlung abschirmenden transparenten Harzlaminat der vorliegenden Erfindung können deren Transparenz und Wetterfestigkeit verbessert werden.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend detailliert beschrieben.

Die Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung besteht hauptsächlich aus einem transparenten thermoplastischen Harz und einem darin dispergierten anorganischen Ultraviolettabsorber.

Zuerst kann als der anorganische Ultraviolettabsorber wenigstens einer oder eine Mischung von zwei oder mehreren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Titanoxid, einem Zinkoxid, einem Ceroxid und einem Eisenoxid verwendet werden. Zudem ist der anorganische Ultraviolettabsorber mehr bevorzugt einer, der einen kleineren Teilchendurchmesser aufweist. Unter Berücksichtigung seiner Absorptionsfähigkeit für ultraviolette Strahlung und der Transparenz des thermoplastischen Harzes kann er einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 300 nm oder weniger und mehr bevorzugt 30 nm oder weniger aufweisen. Hier ist der durchschnittliche Teilchendurchmesser der durchschnittliche Wert von Teilchendurchmessern eines Pulvers des anorganischen Ultraviolettabsorbers, das mit einem Transmissionselektronenmikroskop betrachtet wird. Hinsichtlich der unteren Grenze gibt es keine spezielle Beschränkung. Der anorganische Ultraviolettabsorber kann bevorzugt einen Teilchendurchmesser von so klein wie möglich aufweisen, solange Teilchen hergestellt werden können (tatsächlich ist es schwierig, Teilchen mit einem Durchmesser von weniger als 1 nm herzustellen).

Als Nächstes wird der in der vorliegenden Erfindung verwendete anorganische Ultraviolettabsorber einer Oberflächenbehandlung mit wenigstens einem oberflächenbehandelnden Mittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Silankupplungsmittel, einem Titankupplungsmittel, einem Aluminiumkupplungsmittel und einem Zirkoniumkupplungsmittel oberflächenbehandelt, um die fotokatalytische Aktivität an seinen Teilchenoberflächen und das Ausbluten von Metallionen zu steuern und seine Dispergierfähigkeit in dem transparenten thermoplastischen Harz zu verbessern.

Als diese oberflächenbehandelnden Mittel werden jene mit einer Alkoxygruppe oder mit einer Hydroxygruppe, die eine Affinität zu den Teilchenoberflächen des anorganischen Ultraviolettabsorbers aufweist und sich mit den Teilchenoberflächen des anorganischen Ultraviolettabsorbers verbinden kann, und einer organofunktionelle Gruppe, die eine Affinität zu dem transparenten thermoplastischen Harz aufweist, verwendet. Zudem sind jene bevorzugt, die zum Zeitpunkt des Formens weniger stark eine Zersetzung, Verschlechterung, Färbung usw. aufgrund von Hitze hervorrufen.

Die Alkoxygruppe kann eine Methoxygruppe, eine Ethoxygruppe und eine Isopropoxygruppe einschließen, und es gibt keine speziellen Beschränkungen für diese, solange sie eine ist, die hydrolysiert werden und sich mit den Teilchenoberflächen des anorganischen Ultraviolettabsorbers verbinden kann. Zudem kann die organofunktionelle Gruppe Alkylgruppen, eine Vinylgruppe, eine γ-(2-Aminoethyl)aminopropylgruppe, eine γ-Glycidoxpropylgruppe, eine γ-Anilinopropylgruppe, eine γ-Mercaptopropylgruppe und eine γ-Methacryloxypropylgruppe einschließen, und es gibt keine speziellen Beschränkungen für diese, solange sie eine ist, die eine Affinität zu dem transparenten thermoplastischen Harz aufweist.

Um die Dispergierfähigkeit des anorganischen Ultraviolettabsorbers in dem transparenten thermoplastischen Harz stärker zu verbessern, kann im übrigen ein organisches Polymerdispergiermittel (z.B. ein acrylisches Dispergiermittel) zudem in Kombination mit dem Kupplungsmittel verwendet werden.

Hinsichtlich des Mischungsverhältnisses X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber (Gewicht des oberflächenbehandelnden Mittels/Gewicht des anorganischen Ultraviolettabsorbers), ist es erforderlich, dass es innerhalb des Bereichs von 0,05 < X < 10 eingestellt ist. Der Grund dafür ist, dass wenn das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels 10 oder mehr beträgt, die ultraviolette Strahlung abschirmende transparente Harzform, die aus dieser Harzzusammensetzung erhalten werden soll, schlechte mechanische Eigenschaften und Wetterfestigkeit aufweisen kann. Der Grund dafür ist zudem, dass wenn andererseits das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels 0,05 oder weniger beträgt, der anorganische Ultraviolettabsorber eine unzureichende Wirkung der Oberflächenbehandlung aufweisen kann, so dass sich die Dispergierfähigkeit des anorganischen Ultraviolettabsorbers verringern kann, was die Transparenz der zu erhaltenden ultraviolette Strahlung abschirmenden transparenten Harzform beeinträchtigt oder es unmöglich macht, die fotokatalytische Aktivität des anorganischen Ultraviolettabsorbers und das Ausbluten von Metallionen ausreichend zu steuern.

Als Nächstes ist es hinsichtlich des enthaltenen Anteils des anorganischen Ultraviolettabsorbers in dem transparenten thermoplastischen Harz erforderlich, dass er innerhalb des Bereichs von mehr als 0,01 Gew.-% bis weniger als 30 Gew.-% und bevorzugt innerhalb des Bereichs von mehr als 0,05 Gew.-% bis weniger als 10 Gew.-% eingestellt ist. Der Grund dafür ist, dass wenn der enthaltene Anteil des anorganischen Ultraviolettabsorbers 30 Gew.-% oder mehr beträgt, feine Teilchen des anorganischen Ultraviolettabsorbers gegenseitig agglomerieren können, so dass ihre Dispersion in dem Harz unzureichend wird, was die Transparenz der zu erhaltenen ultraviolette Strahlung abschirmenden Harzform beeinträchtigt oder ihre mechanischen Eigenschaften verschlechtert. Der Grund ist zudem, dass wenn andererseits der enthaltene Anteil des anorganischen Ultraviolettabsorbers 0,01 Gew.-% oder weniger beträgt, in Abhängigkeit von der Dicke der zu erhaltenden ultraviolette Strahlung abschirmenden transparenten Harzform keine ausreichende Absorptionsfähigkeit für ultraviolette Strahlung erzielbar sein kann.

Hinsichtlich des transparenten thermoplastischen Harzes in der vorliegenden Erfindung unterliegt dieses keinen speziellen Beschränkungen, solange es ein transparentes thermoplastisches Harz mit einer hohen Lichtdurchlässigkeit im Bereich des sichtbaren Lichts ist. Z.B. kann es transparente thermoplastische Harze einschließen, die, wenn sie zu einer Platte mit einer Dicke von 3 mm gegossen oder extrudiert sind, eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht von 50% oder mehr, wie sie in JIS R 3106 festgelegt ist, und einen Schleier von 30% oder weniger, wie er in JIS K 7105 festgelegt ist, aufweisen. Speziell angegeben kann es Acrylharze, Polycarbonatharze, Vinylchloridharze, Polystyrolharze, Polyethersulfonharze, Fluorharze, Polyolefinharze und Polyesterharze einschließen. Insbesondere wenn es beabsichtigt ist, dass die aus der Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung erhaltene ultraviolette Strahlung abschirmende transparente Harzform oder das ultraviolette Strahlung abschirmende transparente Harzlaminat für Fenstermaterialien oder dergleichen von verschiedenen Gebäuden und Fahrzeugen verwendet wird, sind unter Berücksichtigung der Transparenz, der Schlagfestigkeit, der Wetterfestigkeit usw. Polycarbonatharze, Acrylharze, Fluorharze und Polyetherimidharze mehr bevorzugt.

Für die Polycarbonatharze sind aromatische Polycarbonate bevorzugt. Solche aromatischen Polycarbonate können Polymere einschließen, die aus wenigstens einer zweiwertigen Phenolverbindung, die durch 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)Propan oder 2,2-Bis(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)propan verkörpert wird, und einem Carbonatprecursor, der durch Phosgen, Diphenylcarbonat oder dergleichen verkörpert wird, und durch ein bekanntes Verfahren wie etwa Grenzflächenpolymerisation, Lösungspolymerisation oder Festphasenpolymerisation erhalten werden.

Die Acrylharze können Polymere oder Copolymere einschließen, die unter Verwendung von, als einem hauptsächlichen Rohmaterial, Methylmethacrylat, Ethylmethacylat, Propylmethacrylat oder Butylmethacrylat und optional unter Verwendung, als einer Copolymerkomponente, einem Acrylsäureester mit einer Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, Vinylacetat, Styrol, Acrylnitril, Methacrylnitril oder dergleichen erhalten werden. Zudem sind Acrylharze verwendbar, die durch mehrstufige Polymerisation erhalten werden.

Die Fluorharze können Polyfluorethylen, Polydifluorethylen, Polytetrafluorethylen, ein Ethylen/Difluorethylen-Copolymer, ein Ethylen/Tetrafluorethylen-Copolymer und Tetrafluorethylen/Perfluoralkoxyethylen-Copolymere einschließen.

Als Verfahren zum Dispergieren des anorganischen Ultraviolettabsorbers in dem transparenten thermoplastischen Harz können jegliche Verfahren eingesetzt werden, solange sie Verfahren sind, durch welche feine Teilchen des anorganischen Ultraviolettabsorbers gleichmäßig in dem transparenten thermoplastischen Harz dispergiert werden können. Z.B. werden ein Pulver des anorganischen Ultraviolettabsorbers, das oberflächenbehandelnde Mittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Silankupplungsmittel, einem Titankupplungsmittel, einem Aluminiumkupplungsmittel und einem Zirkoniumkupplungsmittel, welches eine Alkoxygruppe oder eine Hydroxygruppe und eine organofunktionelle Gruppe aufweist, und ein Pulver oder Kügelchen des transparenten thermoplastischen Harzes mittels eines Mischers wie etwa eines Bandmischers, eines Taumelmischers, eines Nauta-Mischers, eines Henschel-Mischers, eines Supermischers oder eines Planetenschraubenmischers und einer Knetvorrichtung wie etwa einem Banbury-Mischer, einem Kneter, einer Walzenmühle, einem Einzelschraubenextruder oder einem Doppelschraubenextruder gleichmäßig schmelzvermischt, wodurch eine Harzzusammensetzung hergestellt werden kann, in der die feinen Teilchen des anorganischen Ultraviolettabsorbers gleichmäßig in dem transparenten thermoplastischen Harz dispergiert sind.

Daneben kann ein Verfahren eingesetzt werden, bei dem eine Fluiddispersion des anorganischen Ultraviolettabsorbers, bei der eine Dispersion eines Pulvers des anorganischen Ultraviolettabsorbers und des oberflächenbehandelnden Mittels in irgendeinem erwünschten Lösungsmittel vorliegt, mittels einer Perlmühle, einer Kugelmühle oder einer Sandmühle oder durch Ultraschalldispergieren hergestellt und diese Fluiddispersion und das Pulver oder die Kügelchen des transparenten thermoplastischen Harzes mittels des vorstehenden Mischers und der vorstehenden Knetvorrichtung unter Entfernen des Lösungsmittels gleichmäßig schmelzvermischt werden. Des Weiteren kann ein Verfahren eingesetzt werden, bei dem das Lösungsmittel in der vorstehenden Fluiddispersion des anorganischen Ultraviolettabsorbers durch ein bekanntes Verfahren entfernt und das resultierende getrocknete Produkt und das Pulver oder die Kügelchen des transparenten thermoplastischen Harzes gleichmäßig schmelzvermischt werden. Es kann für den anorganischen Ultraviolettabsorber ausreichend sein, in dem Zustand, in dem er mit dem oberflächenbehandelnden Mittel oberflächenbehandelt worden ist, gleichmäßig in dem transparenten thermoplastischen Harz dispergiert zu sein.

Als Nächstes kann hinsichtlich der ultraviolette Strahlung abschirmenden transparenten Harzform der vorliegenden Erfindung diese durch Formen bzw. Gießen oder Extrudieren der vorstehenden Harzzusammensetzung durch ein bekanntes Verfahren erhalten werden. Die ultraviolette Strahlung abschirmende transparente Harzform kann zu irgendeiner erwünschten Gestalt geformt werden, und sie kann zu einer flachen Gestalt und einer Gestalt mit gekrümmter Oberfläche geformt werden. Zudem kann die ultraviolette Strahlung abschirmende transparente Harzform wie erforderlich eine auf irgendeine erwünschte Dicke eingestellte Dicke aufweisen, einschließlich der Gestalt einer Platte oder einer Lage bis hin zu der Gestalt eines Films. Des Weiteren kann eine zu einer flachen Gestalt geformte Harzlage durch Nachbearbeitung geformt werden, so dass sie irgendeine erwünschte Gestalt wie etwa die Gestalt einer kugelförmigen Oberfläche aufweist. Als Verfahren zur Herstellung dieser ultraviolette Strahlung abschirmenden transparenten Harzform sind jegliche Verfahren wie etwa Spritzgießen, Extrusion, Kompressionsformen und Rotationsformen zugänglich. Insbesondere bevorzugt sind ein Verfahren, bei dem die Form durch Spritzgießen erhalten wird, und ein Verfahren, bei dem die Form durch Extrusion erhalten wird. Um eine Form mit der Gestalt einer Platte oder einer Lage oder der Gestalt eines Films zu erhalten, kann sie durch ein Verfahren hergestellt werden, bei dem ein geschmolzenes transparentes thermoplastisches Harz, das unter Verwendung eines Extruders, wie etwa eines Extruders mit einem T-Blaskopf, extrudiert worden ist, unter Kühlen mittels Kühlwalzen herausgenommen wird. Es ist zudem möglich, die ultraviolette Strahlung abschirmende transparente Harzform herzustellen, indem die Harzzusammensetzung mittels einer Granuliervorrichtung zuerst zu Kügelchen geformt wird, gefolgt von dem gleichen Vorgang wie vorstehend.

Das ultraviolette Strahlung abschirmende transparente Harzlaminat wird erhalten, indem die ultraviolette Strahlung abschirmende transparente Harzform auf ein anderes transparentes Substrat laminiert wird. Z.B. kann eine ultraviolette Strahlung abschirmende transparente Harzform, die vorausgehend zu einer Filmgestalt geformt worden ist, durch Hitzelaminieren auf ein anorganisches Glas laminiert und damit verbunden werden, um ein ultraviolette Strahlung abschirmendes transparentes Harzlaminat mit der Funktion zu erhalten, ultraviolette Strahlungen abzuschirmen und eine Verteilung des Glases beim Bruch zu verhindern. Zudem kann die ultraviolette Strahlung abschirmende transparente Harzform mit einem anderen transparenten Substrat durch Coextrusion, Pressformen, Spritzgießen oder dergleichen gleichzeitig mit der Erzeugung der Ersteren darauf laminiert und damit verbunden werden, um das ultraviolette Strahlung abschirmende transparente Harzlaminat zu erhalten.

Das vorstehend beschriebene ultraviolette Strahlung abschirmende transparente Harzlaminat ist als ein nützlicheres Baumaterial verwendbar, wenn gegenseitige Vorteile, welche die Form und das Substrat aufweisen, effektiv hervorgebracht und gleichzeitig jegliche gegenseitigen Nachteile, die sie aufweisen können, verbessert werden.

Beispiele der vorliegenden Erfindung sind nachstehend angegeben. Der technische Umfang der vorliegenden Erfindung ist keinesfalls auf den Gehalt dieser Beispiele beschränkt.

Beispiel 1
20 g feiner Titanoxidteilchen (anorganischer Ultraviolettabsorber) mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 30 nm, 70 g Toluol, 10 g eines Silankupplungsmittels (SH6040, erhältlich von Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) mit einer Methoxygruppe und einer γ-Glycidoxypropylgruppe und eine geeignete Menge Wasser wurden vermischt, wobei für 30 Stunden mittels einer Kugelmühle unter Verwendung von Zirkoniumoxidkugeln mit einem Durchmesser von 0,5 mm vermischt wurde, um 100 g einer Fluiddispersion feiner Titanoxidteilchen herzustellen (Fluid A).
Als Nächstes wurde das vorstehende Fluid A so zu einem Acrylharz zugegeben, dass die Titanoxidkonzentration 1,0 Gew.-% betrug, und diese wurden gleichmäßig mittels eines Mischers vermengt, um eine Harzzusammensetzung zu erhalten. Danach wurde die erhaltene Harzzusammensetzung zu einer Lage mit einer Dicke von 2 mm extrudiert, um eine ultraviolette Strahlung abschirmende Acryllage zu erhalten, in der gleichmäßig überall feine Titanoxidteilchen dispergiert waren.
Die optischen Eigenschaften der so hergestellten Acryllage wurden mit einem Spektrophotometer U-4000, hergestellt von Hitachi Ltd., gemessen, und die Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung (τuv) und die Durchlässigkeit für sichtbares Licht (τv) wurden gemäß ISO-9050 und JIS R 3106 berechnet. Zudem wurde die Trübung mit einem Trübungsmesser M-150, hergestellt von Murakami Color Research Laboratory, gemessen und ein Trübungswert wurde gemäß JIS K 7136 berechnet.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieser Lage, die Menge des zu dem transparenten thermoplastischen Harz zugegebenen anorganischen Ultraviolettabsorbers und jene des oberflächenbehandelnden Mittels und das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 2
Feine Zinkoxidteilchen (anorganischer Ultraviolettabsorber) mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 20 nm und ein Silankupplungsmittel (SZ6023, erhältlich von Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) mit einer Methoxygruppe und einer γ-(2-Aminoethyl)aminopropylgruppe wurden so zu Acrylharz zugegeben, dass ihre Konzentrationen 0,3 Gew.-% bzw. 0,3 Gew.-% betrugen, und diese wurden mittels eines Mischers gleichmäßig vermengt, um eine Harzzusammensetzung zu erhalten. Danach wurde die erhaltene Harzzusammensetzung zu einer Lage mit einer Dicke von 2 mm extrudiert, um eine ultraviolette Strahlung abschirmende Acryllage zu erhalten, in der gleichmäßig überall feine Zinkoxidteilchen dispergiert waren.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieser Lage, die Menge des zu dem transparenten thermoplastischen Harz zugegebenen anorganischen Ultraviolettabsorbers und jene des oberflächenbehandelnden Mittels und das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 3
Feine Zinkoxidteilchen (anorganischer Ultraviolettabsorber) mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 20 nm und ein Silankupplungsmittel (SZ6300, erhältlich von Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) mit einer Methoxygruppe und einer Vinylgruppe wurden so zu Acrylharz zugegeben, dass ihre Konzentrationen 6 Gew.-% bzw. 6 Gew.-% betrugen, und diese wurden gleichmäßig mittels eines Mischers vermengt, um eine Harzzusammensetzung zu erhalten. Danach wurde die erhaltene Harzzusammensetzung zusammen mit einem Acrylharz (transparentes Substrat) mit einer Dicke von 1,9 mm durch ein Coextrusionsverfahren extrudiert, um ein ultraviolette Strahlung abschirmendes Acrylharzlaminat zu erhalten, das aus diesem Substrat und einer auf seine Oberfläche laminierten Oberflächenschicht mit einer Dicke von 0,1 mm, in der die feinen Zinkoxidteilchen gleichmäßig dispergiert waren, bestand.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieses Laminats, die Menge des zu dem transparenten thermoplastischen Harz zugegebenen anorganischen Ultraviolettabsorbers und jene des oberflächenbehandelnden Mittels und das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 4
20 g feiner Zinkoxidteilen (anorganischer Ultraviolettabsorber) mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 20 nm, 70 g Toluol, 10 g eines Silankupplungsmittels (SH6040, erhältlich von Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) mit einer Methoxygruppe und einer γ-Glycidoxypropylgruppe und eine geeignete Menge Wasser wurden vermischt, wobei für 30 Stunden mittels einer Kugelmühle unter Verwendung von Zirkoniumoxidkugeln mit einem Durchmesser von 0,5 mm vermischt wurde, um 100 g einer Fluiddispersion feiner Zinkoxidteilchen herzustellen (Fluid B).
Als Nächstes wurde das vorstehende Fluid B so zu Acrylharz zugegeben, dass die Zinkoxidkonzentration 0,3 Gew.-% betrug, und der sich anschließende Vorgang des Beispiels 1 wurde wiederholt, um eine ultraviolette Strahlung abschirmende Acryllage zu erhalten, in der die feinen Zinkoxidteilchen überall gleichmäßig dispergiert waren.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieser Lage, die Menge des zu dem transparenten thermoplastischen Harz zugegebenen anorganischen Ultraviolettabsorbers und jene des oberflächenbehandelnden Mittels und das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 5
20 g feiner Ceroxidteilchen (anorganischer Ultraviolettabsorber) mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 20 nm, 70 g Toluol, 10 g eines Silankupplungsmittels (SH6040, erhältlich von Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) mit einer Methoxygruppe und einer γ-Glycidoxypropylgruppe und eine geeignete Menge Wasser wurden vermischt, wobei für 30 Stunden mittels einer Kugelmühle unter Verwendung von Zirkoniumoxidkugeln mit einem Durchmesser von 0,5 mm vermischt wurde, um 100 g einer Fluiddispersion der feinen Ceroxidteilchen herzustellen (Fluid D).
Als Nächstes wurde das vorstehende Fluid D so zu Acrylharz zugegeben, dass die Ceroxidkonzentration 0,3 Gew.-% betrug, und der sich anschließende Vorgang des Beispiels 1 wurde wiederholt, um eine ultraviolette Strahlung abschirmende Acryllage zu erhalten, in der die feinen Ceroxidteilchen überall gleichmäßig dispergiert waren.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieser Lage, die Menge des zu dem transparenten thermoplastischen Harz zugegebenen anorganischen Ultraviolettabsorbers und jene des oberflächenbehandelnden Mittels und das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 6
20 g feiner Eisenoxidteilchen (anorganischer Ultraviolettabsorber) mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 23 nm, 70 g Toluol, 10 g eines Silankupplungsmittels (SH6040, erhältlich von Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) mit einer Methoxygruppe und einer γ-Glycidoxypropylgruppe und eine geeignete Menge Wasser wurden vermischt, wobei für 30 Stunden mittels einer Kugelmühle unter Verwendung von Zirkoniumoxidkugeln mit einem Durchmesser von 0,5 mm vermischt wurde, um 100 g einer Fluiddispersion feiner Eisenoxidteilchen herzustellen (Fluid E).
Als Nächstes wurde das vorstehende Fluid E so zu Acrylharz zugegeben, dass die Eisenoxidkonzentration 0,1 Gew.-% betrug, und der sich anschließende Vorgang des Beispiels 1 wurde wiederholt, um eine ultraviolette Strahlung abschirmende Acryllage zu erhalten, in der die feinen Eisenoxidteilchen überall gleichmäßig dispergiert waren.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieser Lage, die Menge des zu dem transparenten thermoplastischen Harz zugegebenen anorganischen Ultraviolettabsorbers und jene des oberflächenbehandelnden Mittels und das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 7
Der Vorgang des Beispiels 5 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass PET-Harz anstelle des Acrylharzes verwendet wurde, um eine ultraviolette Strahlung abschirmende Acryllage zu erhalten, in der die feinen Ceroxidteilchen überall gleichmäßig dispergiert waren.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieser Lage, die Menge des zu dem transparenten thermoplastischen Harz zugegebenen anorganischen Ultraviolettabsorbers und jene des oberflächenbehandelnden Mittels und das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 8
Der Vorgang des Beispiels 5 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass Polycarbonatharz anstelle des Acrylharzes verwendet wurde, um eine ultraviolette Strahlung abschirmende Acryllage zu erhalten, in der die feinen Ceroxidteilchen überall gleichmäßig dispergiert waren.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieser Lage, die Menge des zu dem transparenten thermoplastischen Harz zugegebenen anorganischen Ultraviolettabsorbers und jene des oberflächenbehandelnden Mittels und das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 9
Feine Ceroxidteilchen (anorganischer Ultraviolettabsorber) mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 20 nm und ein Silankupplungsmittel (SH6040, erhältlich von Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) mit einer Methoxygruppe und einer γ-Glycidoxypropylgruppe wurden so zu Ethylen/Tetrafluorethylen-Copolymerharz (ETFE) zugegeben, dass ihre Konzentrationen 3 Gew.-% bzw. 3 Gew.-% betrugen, und diese wurden mittels eines Mischers gleichmäßig vermengt, um eine Harzzusammensetzung zu erhalten. Danach wurde die erhaltene Harzzusammensetzung zu einem Film mit einer Dicke von 0,2 mm extrudiert, um einen ultraviolette Strahlung abschirmenden Ethylen/Tetrafluorethylen-Film zu erhalten, in dem die feinen Ceroxidteilchen überall gleichmäßig dispergiert waren.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieses Films, die Menge des zu dem transparenten thermoplastischen Harz zugegebenen anorganischen Ultraviolettabsorbers und jene des oberflächenbehandelnden Mittels und das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 10
Der Vorgang des Beispiels 9 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass Polyethylenharz anstelle des Ethylen/Tetrafluorethylen-Copolymerharzes verwendet wurde, um einen ultraviolette Strahlung abschirmenden Polyethylenfilm zu erhalten, in dem die feinen Ceroxidteilchen überall gleichmäßig dispergiert waren.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieses Films, die Menge des zu dem transparenten thermoplastischen Harz zugegebenen anorganischen Ultraviolettabsorbers und jene des oberflächenbehandelnden Mittels und das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 11
Der Vorgang des Beispiels 9 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass Polyvinylchloridharz anstelle des Ethylen/Tetrafluorethylen-Copolymerharzes verwendet wurde, um einen ultraviolette Strahlung abschirmenden Polyvinylchloridfilm zu erhalten, in dem die feinen Ceroxidteilchen überall gleichmäßig dispergiert waren.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieses Films, die Menge des zu dem transparenten thermoplastischen Harz zugegebenen anorganischen Ultraviolettabsorbers und jene des oberflächenbehandelnden Mittels und das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 12
Der Vorgang des Beispiels 4 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass ein Titankupplungsmittel (KR44, erhältlich von Ajinomoto Co., Inc.) mit einer Isopropoxygruppe und einer β-(2-Aminoethyl)aminoethoxygruppe anstelle des Silankupplungsmittels im Beispiel 4 verwendet wurde, um eine ultraviolette Strahlung abschirmende Acryllage zu erhalten, in der die feinen Zinkoxidteilchen überall gleichmäßig dispergiert waren.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieser Lage, die Menge des zu dem transparenten thermoplastischen Harz zugegebenen anorganischen Ultraviolettabsorbers und jene des oberflächenbehandelnden Mittels und das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 13
Der Vorgang des Beispiels 4 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass ein Aluminiumkupplungsmittel (PLENACT AL-M, erhältlich von Ajinomoto Co., Inc.) mit einer Isopropoxygruppe und einer Rcetoalkoxygruppe anstelle des Silankupplungsmittels im Beispiel 4 verwendet wurde, um eine ultraviolette Strahlung abschirmende Acryllage zu erhalten, in der die feinen Zinkoxidteilchen überall gleichmäßig dispergiert waren.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieser Lage, die Menge des zu dem transparenten thermoplastischen Harz zugegebenen anorganischen Ultraviolettabsorbers und jene des oberflächenbehandelnden Mittels und das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Beispiel 14
Der Vorgang des Beispiels 4 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass ein Zirkoniumkupplungsmittel (APG-X, erhältlich von Manchem Co.) mit einer Hydroxygruppe und einer organofunktionellen Gruppe anstelle des Silankupplungsmittels im Beispiel 4 verwendet wurde, um eine ultraviolette Strahlung abschirmende Acryllage zu erhalten, in der die feinen Zinkoxidteilchen überall gleichmäßig dispergiert waren.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieser Lage, die Menge des zu dem transparenten thermoplastischen Harz zugegebenen anorganischen Ultraviolettabsorbers und jene des oberflächenbehandelnden Mittels und das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 1
Der Vorgang des Beispiels 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass der anorganische Ultraviolettabsorber und das Silankupplungsmittel nicht zugegeben wurden, um eine Acryllage zu erhalten.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieser Lage sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 2
Der Vorgang des Beispiels 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass das Silankupplungsmittel nicht zugegeben wurde, um eine ultraviolette Strahlung abschirmende Acryllage zu erhalten, in der die feinen Zinkoxidteilchen dispergiert waren.
Da allerdings das oberflächenbehandelnde Mittel nicht zugegeben war, agglomerierten die feinen Zinkoxidteilchen gegenseitig, so dass es unmöglich war, die feinen Zinkoxidteilchen gleichmäßig in der Acryllage zu dispergieren, und grobe Teilchen wurden in der erhaltenen Acryllage bemerkt.
Daher war keine ausreichende Abschirmung gegenüber ultravioletter Strahlung erzielbar (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung: 70%). Zudem bildeten die groben Teilchen eine Quelle für Lichtstreuung, so dass die Acryllage eine große Trübung aufwies (34,5%) und zudem die ursprüngliche Transparenz beeinträchtigt wurde.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieser Lage und die zu dem transparenten thermoplastischen Harz zugegebene Menge des anorganischen Ultraviolettabsorbers sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 3
Der Vorgang des Beispiels 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass das Silankupplungsmittel (SZ6023, erhältlich von Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) mit einer Methoxygruppe und einer γ-(2-Aminoethyl)aminopropylgruppe in einer Menge von 0,015 Gew.-% zugegeben wurde, um eine ultraviolette Strahlung abschirmende Acryllage zu erhalten, in der die feinen Zinkoxidteilchen (anorganischer Ultraviolettabsorber) dispergiert waren.
Da allerdings das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber (Gewicht des oberflächenbehandelnden Mittels/Gewicht des anorganischen Ultraviolettabsorbers) 0,05 betrug, was außerhalb des Bereichs von „0,05 < X < 10" lag, war es unmöglich, die Oberflächen der feinen Zinkoxidteilchen ausreichend oberflächenzubehandeln.
Daher agglomerierten die feinen Zinkoxidteilchen gegenseitig, so dass es unmöglich war, die feinen Zinkoxidteilchen gleichmäßig in der Acryllage zu dispergieren, und grobe Teilchen wurden in der erhaltenen Acryllage bemerkt. Im Ergebnis war keine ausreichende Abschirmung gegenüber ultravioletter Strahlung erzielbar (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung: 72,4%). Zudem bildeten die groben Teilchen eine Quelle für Lichtstreuung, so dass die Acryllage eine große Trübung (29,9%) aufwies und zudem die ursprüngliche Transparenz beeinträchtigt war.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieser Lage, die Menge des zu dem transparenten thermoplastischen Harz zugegebenen anorganischen Ultraviolettabsorbers und jene des oberflächenbehandelnden Mittels und das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 4
Der Vorgang des Beispiels 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass das Silankupplungsmittel (SZ6023, erhältlich von Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) mit einer Methoxygruppe und einer γ-(2-Aminoethyl)aminopropylgruppe in einer Menge von 3 Gew.-% zugegeben wurde, um eine ultraviolette Strahlung abschirmende Acryllage zu erhalten, in der die feinen Zinkoxidteilchen (anorganischer Ultraviolettabsorber) dispergiert waren.
Da allerdings das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber (Gewicht des oberflächenbehandelnden Mittels/Gewicht des anorganischen Ultraviolettabsorbers) 10 betrug, was außerhalb des Bereichs von „0,05 < X < 10" lag, ergab sich eine geringe Oberflächenfestigkeit der erhaltenen Acryllage.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieser Lage, die Menge des zu dem transparenten thermoplastischen Harz zugegebenen anorganischen Ultraviolettabsorbers und jene des oberflächenbehandelnden Mittels und das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 5
Der Vorgang des Beispiels 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass die feinen Zinkoxidteilchen in einer Menge von 30 Gew.-% und das Silankupplungsmittel (SZ6023, erhältlich von Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) mit einer Methoxygruppe und einer γ-(2-Aminoethyl)aminopropylgruppe in einer Menge von 10 Gew.-% zugegeben wurden, um eine ultraviolette Strahlung abschirmende Acryllage zu erhalten, in der die feinen Zinkoxidteilchen (anorganischer Ultraviolettabsorber) dispergiert waren.
Da allerdings der enthaltene Anteil der feinen Zinkoxidteilchen (anorganischer Ultraviolettabsorber) in der Acryllage so groß wie 30 Gew.-% war, was jenseits des Bereichs „von mehr als 0,01 Gew.-% bis weniger als 30 Gew.-%" lag, agglomerierten die feinen Zinkoxidteilchen gegenseitig, und grobe Teilchen wurden in der erhaltenen Acryllage bemerkt. Zudem bildeten die groben Teilchen eine Quelle für Lichtstreuung, so dass die Acryllage eine große Trübung aufwies (im Gegensatz zu dem Trübungswert, der in den Beispielen 1 bis 6 1,7 bis 2,6 betrug, in denen das Acrylharz als das transparente thermoplastische Harz verwendet wurde, betrug er in diesem Vergleichsbeispiel, in dem das Acrylharz in gleicher Weise verwendet wurde, 7,3), und zudem wurde die ursprüngliche Transparenz beeinträchtigt.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieser Lage, die Menge des zu dem transparenten thermoplastischen Harz zugegebenen anorganischen Ultraviolettabsorbers und jene des oberflächenbehandelnden Mittels und das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 6
Der Vorgang des Beispiels 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass die feinen Zinkoxidteilchen in einer Menge von 0,01 Gew.-% und das Silankupplungsmittel (SZ6023, erhältlich von Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) mit einer Methoxygruppe und einer γ-(2-Aminoethyl)aminopropylgruppe in einer Menge von 0,03 Gew.-% zugegeben wurden, um eine ultraviolette Strahlung abschirmende Acryllage zu erhalten, in der die feinen Zinkoxidteilchen (anorganischer Ultraviolettabsorber) dispergiert waren.
Da allerdings der enthaltene Anteil der feinen Zinkoxidteilchen (anorganischer Ultraviolettabsorber) in der Acryllage so klein wie 0,01 Gew.-% war, was außerhalb des Bereichs „von mehr als 0,01 Gew.-% bis weniger als 30 Gew.-%" lag, war keine ausreichende Abschirmung gegenüber ultravioletter Strahlung erzielbar (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung: 81,4%).
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieser Lage, die Menge des zu dem transparenten thermoplastischen Harz zugegebenen anorganischen Ultraviolettabsorbers und jene des oberflächenbehandelnden Mittels und das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 7
Der Vorgang des Beispiels 2 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass ein organisches Polymerdispergiermittel (ein acrylisches Dispergiermittel) anstelle des Silankupplungsmittels im Beispiel 2 verwendet wurde, um eine ultraviolette Strahlung abschirmende Acryllage zu erhalten, in der die feinen Zinkoxidteilchen überall gleichmäßig dispergiert waren.
Allerdings hatte sich das organische Polymerdispergiermittel aufgrund der Hitze zum Zeitpunkt der Extrusion zersetzt, und die erhaltene Lage hatte sich braun gefärbt, so dass die dem Acrylharz innewohnende ursprüngliche Transparenz beeinträchtigt wurde.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieser Lage, die Menge des zu dem transparenten thermoplastischen Harz zugegebenen anorganischen Ultraviolettabsorbers und jene des organischen Polymerdispergiermittels sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 8
Der Vorgang des Vergleichsbeispiels 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass im Vergleichsbeispiel 1 PET-Harz (Polyethylenterephthalat) anstelle des Acrylharzes verwendet wurde, um eine PET-Lage zu erhalten.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieser Lage sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 9
Der Vorgang des Vergleichsbeispiels 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass im Vergleichsbeispiel 1 Polycarbonatharz anstelle des Acrylharzes verwendet wurde, um eine Polycarbonatlage zu erhalten.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieser Lage sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 10
Der Vorgang des Beispiels 9 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass im Beispiel 9 der anorganische Ultraviolettabsorber und das Silankupplungsmittel nicht zugegeben wurden, um einen Ethylen/Tetrafluorethylen-Film zu erhalten.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieses Films sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 11
Der Vorgang des Vergleichsbeispiels 10 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass im Vergleichsbeispiel 10 Polyethylenharz anstelle des Ethylen/Tetrafluorethylen-Copolymerharzes verwendet wurde, um einen Polyethylenfilm zu erhalten.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieses Films sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 12
Der Vorgang des Vergleichsbeispiels 10 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dass im Vergleichsbeispiel 10 Polyvinylchloridharz anstelle des Ethylen/Tetrafluorethylen-Copolymerharzes verwendet wurde, um einen Polyvinylchloridfilm zu erhalten.
Die optischen Eigenschaften (Durchlässigkeit für ultraviolette Strahlung, Durchlässigkeit für sichtbares Licht und Trübung) dieses Films sind in nachstehender Tabelle 1 gezeigt.
- Bestätigung –
In den Beispielen 1 bis 14 wird der anorganische Ultraviolettabsorber, der das Titanoxid, das Zinkoxid, das Ceroxid oder das Eisenoxid umfasst, mit dem oberflächenbehandelnden Mittel, welches das Silankupplungsmittel, das Titankupplungsmittel, das Aiuminiumkupplungsmittel oder das Zirkoniumkupplungsmittel umfasst, oberflächenbehandelt, wodurch eine Harzzusammensetzung erhalten werden kann, in welcher der anorganische Ultraviolettabsorber in dem transparenten thermoplastischen Harz gleichmäßig dispergiert ist.
Die Harzzusammensetzung wird des Weiteren zu irgendeiner erwünschten Gestalt geformt (gegossen oder extrudiert), wodurch eine ultraviolette Strahlung abschirmende transparente Harzform erhalten werden kann, die weniger Farbe aufgrund der Hitze zum Zeitpunkt des Formens annimmt und eine überlegene Abschirmung gegenüber ultravioletter Strahlung aufweist.
- Prüfung auf Wetterfestigkeit –
Eine Prüfung auf Wetterfestigkeit wurde an der ultraviolette Strahlung abschirmenden Polycarbonatlage gemäß Beispiel 8 (Probe A) und der Polycarbonatlage gemäß Vergleichsbeispiel 9 (Probe B) durchgeführt.
Ein Xenon-Wetterfestigkeitsmesser „Ci 4000", hergestellt von Atlas Co., wurde als Instrument für die Prüfung auf Wetterfestigkeit verwendet, und eine 1000stündige Prüfung wurde gemäß ISO4892-2 durchgeführt.
Im Ergebnis wurde bei der Probe A keine Veränderung der Transparenz und der Farbtöne beobachtet. Bei der Probe B traten allerdings feine Risse der Oberfläche der Lage auf, so dass sie eine Trübung von so groß wie 50% aufwies und die Transparenz beeinträchtigt war.
Somit ist bestätigt worden, dass die Wetterfestigkeit des Harzes selber ebenfalls verbessert wird, wo der mit dem oberflächenbehandelnden Mittel oberflächenbehandelte anorganische Ultraviolettabsorber gleichmäßig in dem transparenten thermoplastischen Harz dispergiert wird.
Eine Harzzusammensetzung, in der ein anorganischer Ultraviolettabsorber in einem transparenten thermoplastischen Harz dispergiert ist und der Ultraviolettabsorber mit einem oberflächenbehandelnden Mittel ausgewählt aus einem Silankupplungsmittel, einem Titankupplungsmittel und so weiter, welches eine Alkoxygruppe oder eine Hydroxygruppe und eine organofunktionelle Gruppe aufweist, oberflächenbehandelt ist, wobei das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber innerhalb des Bereichs von 0,05 < X < 10 eingestellt ist und der enthaltene Anteil des anorganischen Ultraviolettabsorbers in dem transparenten thermoplastischen Harz innerhalb des Bereichs von mehr als 0,01 Gew.-% bis weniger als 30 Gew.-% eingestellt ist.

Claims

Harzzusammensetzung, die ein transparentes thermoplastisches Harz und darin dispergiert wenigstens einen anorganischen Ultraviolettabsorber ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Titanoxid, einem Zinkoxid, einem Ceroxid und einem Eisenoxid umfasst, wobei der anorganische Ultraviolettabsorber mit wenigstens einem oberflächenbehandelnden Mittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Silankupplungsmittel, einem Titankupplungsmittel, einem Aluminiumkupplungsmittel und einem Zirkoniumkupplungsmittel, welches eine Alkoxygruppe oder eine Hydroxygruppe und eine organofunktionelle Gruppe aufweist, oberflächenbehandelt ist, wobei das Mischungsverhältnis X des oberflächenbehandelnden Mittels zu dem anorganischen Ultraviolettabsorber (Gewicht des oberflächenbehandelnden Mittels/Gewicht des anorganischen Ultraviolettabsorbers) innerhalb des Bereichs von 0,05 < X < 10 eingestellt ist und der enthaltene Anteil des anorganischen Ultraviolettabsorbers in dem transparenten thermoplastischen Harz innerhalb des Bereichs von mehr als 0,01 Gew.-% bis weniger als 30 Gew.-% eingestellt ist.
Harzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der anorganische Ultraviolettabsorber in der Form feiner Teilchen vorliegt, die einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 300 nm oder weniger aufweisen.
Harzzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das transparente thermoplastische Harz wenigstens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Acrylharz, einem Polycarbonatharz, einem Vinylchloridharz, einem Polystyrolharz, einem Polyethersulfonharz, einem Fluorharz, einem Polyolefinharz und einem Polyesterharz ist.
Ultraviolette Strahlung abschirmende transparente Harzform, welche die Harzzusammensetzung nach Anspruch 1, 2 oder 3 umfasst, wobei die Harzzusammensetzung zu einer festgelegten Gestalt geformt oder extrudiert ist.
Ultraviolette Strahlung abschirmendes transparentes Harzlaminat, welches die ultraviolette Strahlung abschirmende transparente Harzform nach Anspruch 4 umfasst, wobei die Harzform auf ein anderes transparentes Substrat laminiert ist.